CN112736006B - 一种可用于多种类单晶圆载体清洗的装置 - Google Patents

一种可用于多种类单晶圆载体清洗的装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，涉及到半导体技术领域，包括晶圆清洗模组、供酸系统、晶圆干燥模组和抽气装置，其中，晶圆清洗模组包括安装架、清洗液回收机构、晶圆清洗机构和晶圆承载平台，其中，清洗液回收机构设于安装架上，清洗液回收机构的一侧设有晶圆干燥模组，晶圆承载平台可升降地设于清洗液回收机构内，晶圆清洗机构设于晶圆承载平台上，抽气装置设于清洗液回收机构的下端，且抽气装置与清洗液回收机构的内部连通。本发明中能够实现对晶圆片的正面及背面进行清洗，能够避免晶圆片正面清洗的颗粒堆积于底部，也能够对装置内的清洗液进行分类回收利用，可减少成本。

Description

一种可用于多种类单晶圆载体清洗的装置
技术领域
本发明涉及到半导体技术领域，尤其涉及到一种可用于多种类单晶圆载体清洗的装置。
背景技术
在半导体清洗工艺,尤其是高阶晶圆产品如逻辑集成电路,存储,功率器件等相关的晶圆产品,在制造过程中,透过繁复的各种光刻,湿法,沉积,氧化等相关的工艺进行处理,然而每一段点的接续工艺都需要透过湿法工艺进行处理,确保后续的工艺良率的正确性与再现性。
尤其是在相关需求的半导体湿法工艺,对晶圆背部的湿法清洗的要求,其多使用在单片清洗设备的实际运用,故建立一种有效的完整的晶圆清洗效果控制的能力为一现行的高阶半导体湿法工艺所需要关注的要点,实现在具有晶圆高度清洗洁净度与流场控制控制的专用清洗模组的搭配,为现行需要关注的议题与体现。
发明内容
本发明的目的在于提供一种可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，用于解决上述技术问题。
本发明采用的技术方案如下：
一种可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，包括晶圆清洗模组、供酸系统、晶圆干燥模组和抽气装置，其中，所述晶圆清洗模组包括安装架、清洗液回收机构、晶圆清洗机构和晶圆承载平台，其中，所述清洗液回收机构设于所述安装架上，所述清洗液回收机构的一侧设有所述晶圆干燥模组，所述晶圆承载平台可升降地设于所述清洗液回收机构内，所述晶圆清洗机构设于所述晶圆承载平台上，所述抽气装置设于所述清洗液回收机构的下端，且所述抽气装置与所述清洗液回收机构的内部连通。
作为优选，所述清洗液回收机构包括外壳体，所述外壳体内设有若干呈环状的清洗液回收腔，且若干所述清洗液回收腔沿所述外壳体的轴向方向设置，若干所述所述清洗液回收腔同轴设置，且若干所述清洗液回收腔的中部形成一容纳腔，所述晶圆承载平台可升降地设于所述容纳腔内，所述抽气装置与所述容纳腔连通。
作为进一步的优选，所述容纳腔与若干所述清洗液回收腔连通。
作为进一步的优选，所述抽气装置包括抽气管、抽气泵及压力表，其中，所述抽气管的一端延伸至所述容纳腔内，所述抽气管的另一端与所述抽气泵连接，所述抽气管上设有所述压力表。
作为优选，所述晶圆清洗机构包括转动轴组、晶圆定位器、晶圆支撑管件和升降机构，所述转动轴组和所述升降机构均设于所述晶圆承载平台的下端，所述升降机构驱动所述转动轴组，所述晶圆承载平台的上端的外缘设有若干所述晶圆定位器，所述晶圆支撑管件沿所述转动轴组的轴向方向贯穿所述转动轴组，且所述晶圆支撑管件的一端穿过所述晶圆承载平台并延伸至所述晶圆承载平台的上侧。
作为进一步的优选，所述晶圆清洗机构还包括第一管件外壳、第二管件外壳和喷液管件，所述晶圆支撑管件的一端外缘设有所述第一管件外壳和所述第二管件外壳，所述第二管件外壳设于所述第一管件外壳的下端，且所述第一管件外壳与所述第二管件外壳之间设有一第二喷气口，所述第一管件外壳的中部开设有第一喷气口，且所述第一喷气口倾斜设置，所述第一管件外壳的上端设有若干所述喷液管件。
作为进一步的优选，还包括第一软管和第二软管，其中，每一所述第一软管和每一所述第二软管分别依次贯穿所述转动轴组和所述管件外壳并延伸至所述第一管件外壳内，其中，每一所述第一软管分别与一所述喷液管件连接，所述第一喷气口和所述第二喷气口分别与一所述第二软管连接。
作为优选，还包括第一喷液机构和第二喷液机构，所述清洗液回收机构的两侧设有所述第一喷液机构和第二喷液机构，所述晶圆干燥模组位于所述第一喷液机构与所述第二喷液机构之间。
作为优选，还包括第三喷液机构，所述清洗液回收机构的一端设有所述第三喷液机构。
上述技术方案具有如下优点或有益效果：
(1)本发明中，能够实现对晶圆片的正面及背面进行清洗，能够避免晶圆片正面清洗的颗粒堆积于底部；
(2)本发明中，能够对装置内的清洗液进行分类回收利用，可减少成本；
(3)本发明中，能够及时的将装置内的清洗液产生的废气及时排出，可避免废气扩散污染环境；
(4)本发明中，能够实现对晶圆片的多种角度清洗。
附图说明
图1是本发明中的晶圆清洗模组的结构示意图；
图2是本发明中的晶圆清洗模组未设置安装架时的主视图；
图3是本发明中的晶圆清洗模组未设置安装架时的立体图；
图4是本发明中的晶圆清洗机构与晶圆承载平台的安装结构示意图；
图5是本发明中的晶圆清洗机构的俯视图；
图6是本发明中的清洗液回收机构的内部结构示意图。
图中：1、晶圆清洗模组；11、安装架；12、清洗液回收机构；13、晶圆清洗机构；14、晶圆承载平台；15、外壳体；16、清洗液回收腔；17、容纳腔；18、转动轴组；19、晶圆定位器；191、晶圆支撑管件；192、第一管件外壳；193、第二管件外壳；194、喷液管件；195、第一喷气口；196、第一晶圆承载平台定位器；197、第二晶圆承载平台定位器；2、晶圆干燥模组；3、抽气装置；4、晶圆片；5、第一喷液机构；6、第二喷液机构；7、第三喷液机构。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，如出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等，其所指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，如出现术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，如出现术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1是本发明中的晶圆清洗模组的结构示意图；图2是本发明中的晶圆清洗模组未设置安装架时的主视图；图3是本发明中的晶圆清洗模组未设置安装架时的立体图；图4是本发明中的晶圆清洗机构与晶圆承载平台的安装结构示意图；图5是本发明中的晶圆清洗机构的俯视图；图6是本发明中的清洗液回收机构的内部结构示意图，请参见图1至图6所示，示出了一种较佳的实施例，示出的一种可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，包括晶圆清洗模组1、供酸系统、晶圆干燥模组2和抽气装置3，其中，晶圆清洗模组1包括安装架11、清洗液回收机构12、晶圆清洗机构13和晶圆承载平台14，其中，清洗液回收机构12设于安装架11上，清洗液回收机构12的一侧设有晶圆干燥模组2，晶圆承载平台14可升降地设于清洗液回收机构12内，晶圆清洗机构13设于晶圆承载平台14上，抽气装置3设于清洗液回收机构12的下端，且抽气装置3与清洗液回收机构12的内部连通。本实施例中，晶圆清洗模组1用于清洗晶圆片4，且能够实现对晶圆片4的正面及背面的清洗，实现晶圆片4正面及背面的清洗的一致性。供酸系统用于向晶圆清洗模组1提供各种清洗液，且每一个供酸系统均可提供一种类型的清洗液，例如超纯水、氨水、双氧水、氢氟酸、硫酸、和有机液体等溶液。晶圆干燥模组2用于对晶圆片4的表面进行干燥处理，抽气装置3用于将清洗液回收机构12内的清洗液产生的废气，可以有效的抑制废气的扩散。
进一步，作为一种较佳的实施方式，清洗液回收机构12包括外壳体15，外壳体15内设有若干呈环状的清洗液回收腔16，且若干清洗液回收腔16沿外壳体15的轴向方向设置，若干清洗液回收腔16同轴设置，且若干清洗液回收腔16的中部形成一容纳腔17，晶圆承载平台14可升降地设于容纳腔17内，抽气装置3与容纳腔17连通。本实施例中，若干清洗液回收腔16之间的形状可相同或不同，如图6所示，若干清洗液回收腔16由上至下依次设置。晶圆承载平台14可在容纳腔17内上下移动，晶圆承载平台14上的晶圆片4在清洗时，清洗液由晶圆片4的表面扩散至清洗液回收腔16内，实现对清洗液的回收。每一个清洗液回收腔16均可回收一种类型的清洗液，当采用不同类型的清洗液时，可通过升降晶圆承载平台14，使得晶圆承载平台14与指定的清洗液回收腔16相正对，从而实现不同清洗液的回收处理。
进一步，作为一种较佳的实施方式，容纳腔17与若干清洗液回收腔16连通。
进一步，作为一种较佳的实施方式，抽气装置3包括抽气管、抽气泵及压力表，其中，抽气管的一端延伸至容纳腔17内，抽气管的另一端与抽气泵连接，抽气管上设有压力表。本实施例中，抽气泵通过抽气管可将容纳腔17内的废气抽出，压力表可测出抽气管内的压力。
进一步，作为一种较佳的实施方式，晶圆清洗机构13包括转动轴组18、晶圆定位器19、晶圆支撑管件191和升降机构，转动轴组18和升降机构均设于晶圆承载平台14的下端，升降机构驱动转动轴组18，晶圆承载平台14的上端的外缘设有若干晶圆定位器19，晶圆支撑管件191沿转动轴组18的轴向方向贯穿转动轴组18，且晶圆支撑管件191的一端穿过晶圆承载平台14并延伸至晶圆承载平台14的上侧。本实施例中，转动轴组18用于驱动晶圆承载平台14旋转，晶圆片4在清洗的过程中需要旋转，可通过驱动机构驱动转动轴组18旋转，驱动机构可采用电机或电动马达。晶圆定位器19用于定位晶圆片4的位置，可以防止晶圆片4在旋转清洗的过程中出现位置上的偏移。升降机构可采用伸缩气缸等结构，用于驱动转动轴组18升降。晶圆支撑管件191用于喷射氮气，使得晶圆支撑管件191的一端与晶圆片4之间形成真空区域，在晶圆支撑管件191吹送的氮气由晶圆片4的背面的中部向晶圆片4的外围扩散，能够有效的去除晶圆片4背面的脏污及水珠，实现对晶圆片4的背面的干燥。
进一步，作为一种较佳的实施方式，晶圆清洗机构13还包括第一管件外壳192、第二管件外壳193和喷液管件194，晶圆支撑管件191的一端外缘设有第一管件外壳192和第二管件外壳193，第二管件外壳193设于第一管件外壳192的下端，且第一管件外壳192与第二管件外壳193之间设有一第二喷气口，第一管件外壳192的中部开设有第一喷气口195，且第一喷气口195倾斜设置，第一管件外壳192的上端设有若干喷液管件194。第一喷气口195用于吹送氮气，如图4所示，第一喷气口195吹送的氮气呈斜向喷射，可以使得将黏附在晶圆背面的脏污带走。本实施例中，每一喷液管件194均可喷射一种清洗液，可以根据需要配置喷液管件194的数量。喷液管件194喷射的清洗液可用于清洗晶圆背面的脏污。本实施例中，设置的第二喷气口用于吹送氮气，如图4所示，第二喷气口吹送的氮气与第一喷气口195吹送的氮气相配合在晶圆片4的背面形成气流循环，可以有效地带走脏污，能够放置脏污在第一管件外壳192和第二管件外壳193的表面堆积。本实施例中，通过第二喷气口吹送氮气，也可以增强晶圆支撑管件191与晶圆片4背面之间的真空区域的稳定性。本实施例中，在清洗晶圆片4正面时，晶圆片4正面的脏污在离心力的作用下会堆积在晶圆片4的外缘，而通过晶圆支撑管件191、第一喷气口195和第二喷气口的设置，可以有效的去除晶圆片4的外缘的脏污，能够放置晶圆片4正面的脏污在晶圆片4的外缘堆积。
进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括第一软管和第二软管，其中，每一第一软管和每一第二软管分别依次贯穿转动轴组18和管件外壳并延伸至第一管件外壳192内，其中，每一第一软管分别与一喷液管件194连接，第一喷气口195和第二喷气口分别与一第二软管连接。本实施例中，第一软管用于输送清洗液，而第二软管用于输送氮气，通过第一软管和第二软管具有的伸缩性质，不会影响晶圆承载平台14升降动作。
进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括第一喷液机构5和第二喷液机构6，清洗液回收机构12的两侧设有第一喷液机构5和第二喷液机构6，晶圆干燥模组2位于第一喷液机构5与第二喷液机构6之间。本实施例中，第一喷液机构5和第二喷液机构6均是用于喷射清洗液，用于对晶圆片4的正面进行清洗。
进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括第三喷液机构7，清洗液回收机构12的一端设有第三喷液机构7。本实施例中，第三喷液机构7用于对晶圆片4的正面进行清洗。其中，第一喷液机构5用于喷射硫酸和双氧水溶液，第二喷液机构6用于喷射氨水和双氧水溶液，第三喷液机构7用于喷射超纯水、氢氟酸和有机液体。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的保护范围及实施方式。
本发明在上述实施例的基础上还具有如下的较佳的实施方式。
进一步，作为一种较佳的实施方式，每一供酸系统均包括安装架11，以及设于安装架11内的至少两个溶液槽和至少两个帮浦，且溶液槽之间为并联设置，形成至少两个供液系统，溶液槽内的清洗液的类型一致，而帮浦用于将溶液槽内的清洗液输出至晶圆清洗模组1。本实施例中，设置至少两个溶液槽可防止其中一个供液系统出现故障而导致清洗液供应中断，能够减少气泡生成，提高清洗效果。众所周知，对于硫酸与双氧水清洗液而言，其容易产生气泡，若输液过程中出现中断而重新供应，则会导致产生大量气泡，严重影响清洗效果。
进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括第一晶圆承载平台定位器196和第二晶圆承载平台定位器197，第一晶圆承载平台定位器196设于晶圆承载平台14的下端，第二晶圆承载平台定位器197设于第一晶圆承载平台定位器196的下端，且转动轴组18贯穿第一晶圆承载平台定位器196和第二晶圆承载平台定位器197并与晶圆承载平台14连接。
进一步，作为一种较佳的实施方式，第三喷液机构7具有三个清洗管模组。
进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括排液管路，其中，每一个排液管路分别与一清洗液回收腔16连接，用于及时的将清洗液回收腔16内的清洗液排出。
进一步，作为一种较佳的实施方式，晶圆干燥模组2包括若干氮气吹送管，每一氮气吹送管的出气端分别朝向晶圆承载平台14倾斜设置。本实施例中，若干氮气吹送管包括第一氮气吹送管、第二氮气吹送管和第三氮气吹送管，其中，第一氮气吹送管用于吹送氮气，而第二氮气吹送管和第三氮气吹送管可用于吹送氮气，也可用于喷射清洗液。
进一步，作为一种较佳的实施方式，还包括DDI集成体统，每一DDI集成体统分别与若干供酸系统连接，用于控制供酸系统向晶圆清洗模组1输出清洗液。本实施例中DDI集成体统可以接收外界供应指令，根据供应指令输出一控制指令至相应的供酸系统，使得供酸系统将相应的清洗液输出至晶圆清洗模组1。本实施例中的若干供酸系统并联设置。
进一步，作为一种较佳的实施方式，DDI集成体统均包括第一清洗液供应控制系统、第二清洗液供应控制系统、第三清洗液供应控制系统和第四清洗液供应控制系统，第一清洗液供应控制系统用于超纯水供应控制，第二清洗液供应控制系统用于氨水、双氧水以及氢氟酸溶液的供应控制、第三清洗液供应控制系统用于硫酸和双氧水高温供应控制，第四清洗液供应控制系统用于有机液体供应控制。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。

Claims (9)

1.一种可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，其特征在于，包括晶圆清洗模组、供酸系统、晶圆干燥模组和抽气装置，其中，所述晶圆清洗模组包括安装架、清洗液回收机构、晶圆清洗机构和晶圆承载平台，其中，所述清洗液回收机构设于所述安装架上，所述清洗液回收机构的一侧设有所述晶圆干燥模组，所述晶圆承载平台可升降地设于所述清洗液回收机构内，所述晶圆清洗机构设于所述晶圆承载平台上，所述抽气装置设于所述清洗液回收机构的下端，且所述抽气装置与所述清洗液回收机构的内部连通；
每一所述供酸系统均包括设于所述安装架内的至少两个溶液槽和至少两个帮浦，且至少两所述溶液槽之间为并联设置，而至少两所述帮浦用于将至少两所述溶液槽内的清洗液输出至所述晶圆清洗模组，形成至少两个供液系统，所述溶液槽内的清洗液的类型一致；
所述晶圆清洗机构包括晶圆支撑管件、第一管件外壳和第二管件外壳，所述晶圆支撑管件的一端外缘设有所述第一管件外壳和所述第二管件外壳，所述第一管件外壳与所述第二管件外壳之间设有一第二喷气口，所述第一管件外壳的中部开设有第一喷气口，且所述第一喷气口倾斜设置。
2.如权利要求1所述的可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，其特征在于，所述清洗液回收机构包括外壳体，所述外壳体内设有若干呈环状的清洗液回收腔，且若干所述清洗液回收腔沿所述外壳体的轴向方向设置，若干所述清洗液回收腔同轴设置，且若干所述清洗液回收腔的中部形成一容纳腔，所述晶圆承载平台可升降地设于所述容纳腔内，所述抽气装置与所述容纳腔连通。
3.如权利要求2所述的可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，其特征在于，所述容纳腔与若干所述清洗液回收腔连通。
4.如权利要求2所述的可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，其特征在于，所述抽气装置包括抽气管、抽气泵及压力表，其中，所述抽气管的一端延伸至所述容纳腔内，所述抽气管的另一端与所述抽气泵连接，所述抽气管上设有所述压力表。
5.如权利要求1所述的可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，其特征在于，所述晶圆清洗机构包括转动轴组、晶圆定位器和升降机构，所述转动轴组和所述升降机构均设于所述晶圆承载平台的下端，所述升降机构驱动所述转动轴组升降，所述晶圆承载平台的上端的外缘设有若干所述晶圆定位器，所述晶圆支撑管件沿所述转动轴组的轴向方向贯穿所述转动轴组，且所述晶圆支撑管件的一端穿过所述晶圆承载平台并延伸至所述晶圆承载平台的上侧。
6.如权利要求5所述的可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，其特征在于，所述晶圆清洗机构还包括喷液管件，所述第二管件外壳设于所述第一管件外壳的下端，所述第一管件外壳的上端设有若干所述喷液管件。
7.如权利要求6所述的可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，其特征在于，还包括第一软管和第二软管，其中，每一所述第一软管和每一所述第二软管分别依次贯穿所述转动轴组和所述管件外壳并延伸至所述第一管件外壳内，其中，每一所述第一软管分别与一所述喷液管件连接，所述第一喷气口和所述第二喷气口分别与一所述第二软管连接。
8.如权利要求1所述的可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，其特征在于，还包括第一喷液机构和第二喷液机构，所述清洗液回收机构的两侧设有所述第一喷液机构和第二喷液机构，所述晶圆干燥模组位于所述第一喷液机构与所述第二喷液机构之间。
9.如权利要求1所述的可用于多种类单晶圆载体清洗的装置，其特征在于，还包括第三喷液机构，所述清洗液回收机构的一端设有所述第三喷液机构。
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